密碼子是如何建立

『壹』 密碼子的起源

除了少數的不同之外，地球上已知生物的遺傳密碼均非常接近；因此根據演化論，遺傳密碼應在生命歷史中很早期就出現。現有的證據表明遺傳密碼的設定並非是隨機的結果，祥笑對此有攜好以下的可能解釋:
最近一項研究顯示，一些氨基酸與它們相對應的密碼子有選擇性的化學結合力（立體化學假說，stereochemical hypothesis），謹隱含這顯示現在復雜的蛋白質製造過程可能並非一早存在，最初的蛋白質可能是直接在核酸上形成。但也有學者認為，氨基酸和相應編碼的忠實性反映了氨基酸生物合成路徑的相似性，並非物理化學性質的相似性（共進化假說，co-evolution hypothesis）。謝平指出，遺傳密碼子是生化系統的一部分，因此，必須與生化系統的演化相關聯，而生化系統的核心是ATP，只有它才能建立起核酸和蛋白質之間的聯系（ATP中心假說，ATP-centric hypothesis） ：ATP（a）是光能轉化成化學能的終端，（b）導演了一系列的生化循環（如卡爾文循環、糖酵解和三羧酸循環等）及元素重組，（c）它通過自身的轉化與縮合將錯綜復雜的生命過程信息化——篩選出用4種鹼基編碼20多個氨基酸的三聯體密碼子系統、精巧地構建了一套遺傳信息的保存、復制、轉錄和翻譯以及多肽鏈的生產體系，（d）演繹出蛋白質與核酸互為因果的反饋體系，在個體生存的方向性篩選中，構築了對細胞內成百上千種同步發生的生化反應進行秩序化管控（自組織）的復雜體系與規則，並最終建立起個性生命的同質化傳遞機制——遺傳 。

原始的遺傳密碼可能比今天簡單得多，隨著生命演化製造出新的氨基酸再被利用而令遺傳密碼變得復雜。雖然不少證據證明這觀點，但詳細的演化過程仍在探索之中,。 經過自然選擇，現時的遺傳密碼減低了突變造成的不良影響。即，遺傳密碼是由選擇（selection）、歷史（history）和化學（chemistry）三個因素在不同階段起作用的（綜合進化假說） 。

『貳』 遺傳密碼的一代密碼

遺傳密碼是由核苷酸組成的三聯體。翻譯時從起始密碼子開始，沿著mRNA的5′——3′方向，不重疊地連續閱讀氨基酸密碼子，一直進行到終止密碼子才停止，結果從N端到C端生成一條具有特定順序的肽鏈。
「遺傳密碼」一詞，現在被用來代表兩種完全不同的含義，外行常用它來表示生物體內的全部遺傳信息。分子生物學家指的是表示四個字母的核酸語言和20個字母的蛋白質語言之間關系的小字典。要了解核苷酸順序是如何決定氨基酸順序的，首先要知道編碼的比例關系，即要弄清楚核苷酸數目與氨基酸數目的對應比例關系。
從數學觀點考慮，核酸通常有四種核苷酸，而組成蛋白質的氨基酸有20種，因此，一種核苷酸作為一種氨基酸的密碼是不可能的。如果兩種核苷酸為一組，代表一種氨基酸，那麼它們所能代表的氨基酸也只能有42=16種（不足20種）。如果三個核苷酸對應一個氨基酸，那麼可能的密碼子有43=64種，這是能夠將20種氨基酸全部包括進去的最低比例。因此密碼子是三聯體（triplet），而不是二聯體，（plet），更不是單一體（singlet）。
國際公認的遺傳密碼，它是在1954年首先由蓋莫夫提出具體設想，即四種不同的鹼基怎樣排列組合進行編碼，才能表達出20種不同的氨基酸。1961年，由尼倫伯格等用大腸桿菌無細胞體系實驗，發現苯丙氨酸的密碼就是RNA上的尿嘧啶UUU密碼子，到1966年，64種遺傳密碼全部破譯。
在64個密碼子中，一共有三個終止密碼子，它們是UAA、UAG和UGA，不與tRNA結合，但能被釋放因子識別。終止密碼子也叫標點密碼子或叫無意義密碼子。有兩個氨基酸密碼子AUG和GUG同時兼作起密碼子，它們作為體內蛋白質生物合成的起始信號，其中AUG使用最普遍。
密碼的最終破譯是由實驗室而不是由理論得出的，遺傳密碼體現了分子生物學的核心，猶如元素周期表是化學的核心一樣，但二者又有很大的差別。元素周期表很可能在宇宙中的任何地方都是正確的，特別是在溫度和壓力與地球都相似的條件下。但是如果在其他星球也有生命的存在，而那種生命也利用核酸和蛋白質，它們的密碼很可能有巨的差異。在地球上，遺傳密碼只在某些生物中有微小的變異。克里克認為，遺傳密碼如同生命本身一樣，並不是事物永恆的性質，至少在一定程度上，它是偶然的產物。當密碼最初開始進化的，它很可能對生命的起源起重要作用。

『叄』 生物的遺傳密碼是如何設計的

1、密碼子具有通用性：不同的生物密碼子基本相同，即共用一套密碼子。

2、遺傳密碼子無逗號：兩個密碼子間沒有標點符號，密碼子與密碼子之間沒有任何不編碼的核苷酸，讀碼必須按照一定的讀碼框架，從正確的起點開始，一個不漏地一皮型凱蘆直讀到終止信號。

3、遺傳密碼子不重疊，在多核苷酸鏈上任何兩個相鄰的密碼子不共用任何核苷酸。

4、密碼子閱讀與翻譯具有一定的方向性：從5'端到3'端。

密碼子的作用：

密碼子表不是生物的事實。而是基於已有的20個必需氨基酸首字母縮寫，添加缺如的6個字母後得到的。依次根據氨基酸三字母縮寫，中文譯名拼音首字母尋找相關，再以其中密碼子簡並性（即重復性）最強的氨基酸為首選進行替代。

可通過分析密碼子使用模式，預測目的基因的最佳宿主；燃孫猜或者應用基因工程手段，為目的基因表達提供最優的密碼子使用模式。3種不同的方式，目的都是利用密碼子偏愛性來提高異源基因的表達。

『肆』 三聯體密碼子是如何被確定的呢

在體外無細胞蛋白質合成體系中加入人工合成polyU。1961年，美國的尼倫伯格和馬太設想:既然mRNA有刺激無細胞系統中的蛋白質合成作用，加入人工合成的多聚核苷酸亦將會有這種促進作用。按此設想，他們合成了polyU作為模板，以觀察無細胞系統中蛋白質合成速率。當把翻譯產物分離、純化和做序列分析後，結果出乎意料，合成的肽鏈中的氨基酸殘基全部是苯丙氨酸。於是第一次確認了UUU是Phe的密碼子。這樣，就在一個偶然的機會開創了破譯密碼的工作。隨後，他們又以polyA和polyC為模板，證明了分別可指導合成polyLys和polyPro，即確定了AAA是Lys的密碼子，CCC是pro的密碼子。但是類似的實驗不能證明GGG是何種氨基酸的密碼子，因為polyG產生牢固的氫鍵結合，形成三股螺旋，而不與核糖體結合。

『伍』 遺傳密碼如何編碼有哪些基本特徵

mrna上每3個相鄰的核苷酸編成一個密碼子，代表某種氨基酸或肽鏈合成的起始或終止信。特點：①方向性：編碼方向是5'→3'②無標點性：密碼子連續排列，既無間隔又無重疊，③簡並性：除了met和trp各只有一個密碼子之外，其餘每種氨基酸都有2～6個密碼子，④通用性：不同生物共用一套密碼子，僅僅在動物線粒體和少數原核生物中個別密碼子有差異⑤擺動性：在密碼子與反密碼子相互識別的過程中密碼子的第一個核苷酸起決定性作用，而第二個，尤其是第三個核苷酸能夠在一定范圍內進行變動。

『陸』 密碼子是如何決定的

1、遺傳密碼子是三聯體密碼：一個密碼子由信使核糖核酸（mRNA）上相鄰的三個鹼基組成。

2、密碼子具有通用性：不同的生物密碼子基本相同，即共用一套密碼子。

3、 遺傳密碼子無逗號：兩個密碼子間沒有標點符號，密碼子與密碼子之間沒有任何不編碼的核苷酸，讀碼必須按照一定的讀碼框架，從正確的起點開始，一姿渣個不漏地一直讀到終止信跡侍悄號。

應用

提高基因的異源表達

可通過分析密碼子使用模式，預測目的基因的最佳宿主；或者應用基因工程手段，為目的基因表達提供最優的密碼子使用模式。3種不同的方式，目的都是利用密碼子偏愛性來提高異源基因的表達。

翻譯起始效應

mRNA濃度是翻譯起始速率的主要影響因素之一，密碼子直接影響轉錄效率，決定mRNA濃度。如單子葉植物在「翻譯起始區」的密碼子偏性大於「翻譯終止區」，暗示「翻譯起始區」的密碼子使用對提高蛋白質翻譯的效率和精確性更為重要，因此，通過修飾編碼區5′端的DNA序列，來提高蛋白質的談棗表達水平將有望成為可能。

『柒』 遺傳密碼子如何編碼,有哪些特點

遺傳密碼（genetic code）：核酸中的核苷酸殘基序列與蛋白質中的氨基酸殘基序列之間的對應關系。；連續的3個核苷酸殘基序列為一個密碼子，特指一個氨基酸。標準的遺傳密碼是由64個密碼子組成的，幾乎為所有生物通用。

起始密碼子（iniation codon）：指定蛋白質合成起始位點的密碼子。最常見的起始密碼子是蛋氨酸密碼：AUG

終止密碼子（termination codon）：任何tRNA分子都不能正常識別的，但可被特殊的蛋白結合並引起新合成的肽鏈從翻譯機器上釋放的密碼子。存在三個終止密碼子：UAG ,UAA和UGA。

密碼子（condon）：mRNA（或DNA）上的三聯體核苷酸殘基序列，該序列編碼著一個指定的氨基酸 ，tRNA 的反密碼子與mRNA的密碼子互補。

反密碼子（anticodon）：tRNA分子的反密碼子環上的三聯體核苷酸殘基序列。在翻譯期間，反密碼子與mRNA中的互補密碼子結合。

簡並密碼子（degenerate codon）：也稱為同義密碼子。是指編碼相同的氨基酸的幾個不同的密碼子。

遺傳密碼 genetic code 亦稱氨基酸密碼。是一種決定蛋白質肽鏈長短和氨基酸排列順序、負荷著遺傳信息的密碼。遺傳信息的載體是核酸，根據核酸的鹼基排列順序而合成蛋白質。有關遺傳密碼是由如何的鹼基排列所組成的問題，通過應用各種人工合成的RNA所進行的肽合成實驗、以及移碼突變、錯叉突變等的研究表明：（1）三個鹼基合在一起（三聯體密碼）決定一個氨基酸。遺傳密碼通常以mRNA上的鹼基排列來表示：（2）密碼的解讀是從mRNA上某一個固定的鹼基排列開始的，按5′→3′的取向，每三個鹼基為一區段進行解讀的；（3）蛋白質合成的終止是由不對應任何氨基酸的無義密碼子決定的；（4）三聯體單位中三個鹼基都不重復解讀，密碼子與密碼子之間不存在多餘的鹼基；（5）有的氨基酸具有兩種以上的密碼子；（6）遺傳密碼對於所有生物都是共通的；等等。

『捌』 什麼是啟動子和起始密碼子

1、本質不同

啟動子的本質都百是DNA上的鹼基對，起始密碼子的本質是mRNA上相鄰的三個鹼基。

2、作用不同

啟動子，能活化RNA聚合度酶，使之與模板DNA准確的結合並具有轉錄起始的特知異性，在啟動子上有與RNA聚合酶結合的位點作用是控制基因轉錄的起始時間和基道因表達的程度。

起始密碼子作用是翻譯開始的地方。

3、在遺傳信息表達中起專作用的時刻不同

啟動子在DNA轉錄時起作用；起始密碼子在DNA翻譯中起作用。

啟動子是一段位於結構基因5'端上櫻談游區的DNA序列，能活化RNA聚合酶，使之與模板DNA准確地相結合並具有轉錄起始的特異性。因為基因的特異性轉錄取決於酶與啟啟頌數動子能否有效地形成二元復合物，故RNA聚合酶如何有效地找到啟動子並與之相結合是轉錄起始過程中首先要解決的問題。

有實驗表明，對許多啟動子來說，RNA聚合酶與之相結合的速率至少比布朗運動中的隨機碰撞高100倍。轉錄的起始是基因表達的關鍵階段，而這一階段的重要問題是RNA聚合酶與啟動子的相互作用：啟動子的結構影悄首響了它與RNA聚合酶的親和力，從而影響了基因表達的水平。

『玖』 遺傳密碼如何編碼有哪些基本特徵

遺傳密碼編碼是指信使RNA(mRNA）分子上從5'端到3'端方向，由起始密碼子AUG開始，每三個核苷酸組成的三聯體。遺傳密碼是一組規則，將DNA或RNA序列以三個核苷酸為一組的密碼子轉譯為蛋白質的氨基酸序列，以用於蛋白質合成。

遺傳密碼的特徵

1、方向性、密碼子是對mRNA分子的鹼基序列而言的，它的閱讀方向是與mRNA的合成方向或mRNA編碼方向一致的，即從5'端至3'端。

2、連續性。mRNA的讀碼方向從5'端至3'端方向，兩個密碼子之間無任何核苷酸隔開。mRNA鏈上鹼基的插入、缺失和重疊，均造成框移突變。

3、通用性。蛋白質生物合成的整套密碼，從原核生物到人類都通用。但已發現少數例外，如動物細胞的線粒體、植物細胞的葉綠體。

(9)密碼子是如何建立擴展閱讀

遺傳密碼的發展

國際頂級學術期刊《科學》（Science）雜志在線發表了一項最新成果，有研究團隊通過將四種合成核苷酸與核酸中天然存在的四種核苷酸結合，突破性地創造出具有八個字母的DNA分子，命名為「Hachimoji（日語『八』和『字母』）DNA」。

在正常情況下，當一對DNA鏈以雙螺旋的形式纏繞在一起時，每條DNA鏈上都有成對的鹼基：A和T，C和G，鹼基之間依賴氫鍵牢牢結合在一起。由鳥嘌呤(G)、胞嘧啶(C)和腺嘌呤(A)、胸腺嘧啶(T)組成的兩對鹼基，加上在RNA中存在的尿嘧啶(U)，被認為是大自然創造地球上無窮無盡生命的所有基礎。

信息存儲、信息傳遞、可選擇表型、結構規整，認為這是進化的四個要求。作為一個信息存儲系統，DNA必須遵循可預測的規則。

無論合成鹼基的排列順序如何，雙螺旋結構都保持穩定。這一點很重要，因為生命要進化，DNA序列必須能夠在不破壞整個結構的情況下變化。